Il est inévitable de souder et de couper la structure tubulaire en acier spiralé lors de l'application detuyau en acier spiraléDu fait des caractéristiques propres aux tubes en acier spiralés, le soudage et le découpage de ces tubes présentent des particularités par rapport à l'acier au carbone ordinaire. Ils sont plus susceptibles de générer divers défauts au niveau des joints soudés et de la zone affectée thermiquement (ZAT). La performance de soudage des tubes en acier spiralés se manifeste principalement sous les aspects suivants : les fissures à haute température mentionnées ici désignent les fissures liées au soudage. Ces fissures peuvent être classées en fissures de solidification, microfissures, fissures de ZAT et fissures de réchauffage.
Fissures à basse température : Des fissures à basse température peuvent parfois apparaître dans les tubes en acier spiralés. Les principales causes étant la diffusion de l’hydrogène, le degré de contrainte du joint soudé et la structure durcie de ce dernier, la solution consiste principalement à réduire la diffusion de l’hydrogène pendant le soudage, à effectuer un préchauffage et un traitement thermique après soudage appropriés, et à réduire le degré de contrainte.
La ténacité des joints soudés : Afin de réduire la sensibilité aux fissures à haute température dans les tubes en acier spiralés, on incorpore généralement 5 à 10 % de ferrite dans leur composition. Cependant, la présence de cette ferrite entraîne une diminution de la ténacité à basse température.
Lors du soudage de tubes en acier spiralés, la quantité d'austénite dans la zone de soudure diminue, ce qui influe sur la ténacité. De plus, l'augmentation de la teneur en ferrite entraîne une baisse significative de la ténacité. Il a été démontré que la ténacité des joints soudés d'acier inoxydable ferritique de haute pureté diminue considérablement en raison du mélange de carbone, d'azote et d'oxygène.
L'augmentation de la teneur en oxygène dans les joints soudés de certains aciers génère des inclusions d'oxyde. Ces inclusions amorcent des fissures ou servent de voie de propagation, ce qui entraîne une diminution de la ténacité. Dans certains aciers, l'air est mélangé au gaz de protection, ce qui accroît la teneur en azote et produit des lamelles de Cr₂N sur le plan de clivage {100} de la matrice. La matrice se durcit et la ténacité diminue.
Fragilisation par la phase σ : Les aciers inoxydables austénitiques, ferritiques et duplex sont sujets à la fragilisation par la phase σ. La précipitation de quelques pourcents de phase α dans la structure entraîne une réduction significative de la ténacité. Cette phase précipite généralement entre 600 et 900 °C, et plus particulièrement autour de 75 °C. Afin de prévenir l’apparition de cette phase, il convient de réduire au maximum la teneur en ferrite des aciers inoxydables austénitiques.
Lors d'un maintien prolongé à 475 °C (entre 370 et 540 °C), l'alliage Fe-Cr se fragilise en une solution solide α à faible concentration en chrome et une solution solide α' à forte concentration en chrome. Lorsque la concentration en chrome dans la solution solide α' dépasse 75 %, la déformation passe d'un glissement à un maclage, provoquant ainsi une fragilisation à 475 °C.
Date de publication : 1er septembre 2023